报告医疗器械提交的计算建模研究：行业与FDA工作人员指南
Reporting of Computational Modeling Studies in Medical Device Submissions: Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff
发布日期：2016-09-21
状态：Final（最终） 类型：Guidance Document 类别：上市前 主题：Premarket、510(k)、Premarket Approval (PMA)、Investigational Device Exemption (IDE) 案卷号：FDA-2013-D-1530
官方来源
https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/reporting-computational-modeling-studies-medical-device-submissions PDF：https://www.fda.gov/media/87586/download
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本内容由英文原文机器辅助翻译，并经结构校对。如有歧义，以英文官方文本为准。
官方文件全文
本指南代表了FDA目前对这一专题的想法。它没有规定任何人的任何权利,对FDA或公众没有约束力。您可采取另一种方式,即满足适用的法规和条例的要求。为了讨论另一种办法,请与标题页所列FDA工作人员或负责本指南的办公室联系。 多年来,申办者利用计算模型和模拟(CM&S)研究来支持器械的设计/开发,并在医疗器械提交中报告。这些研究传统上用于流体动态(如计算心肺辅助器械中的剪切压力)、固体机械(如:确定臀部植入、电磁和光学(例如磁共振成像中的射频安全,光纤光谱仪器的荧光荧光)、超声波传播(例如超声波治疗的吸收能量分布)和热传播(例如:温度随着射频和激光除热器械而上升)。 本指南文件的目的是就格式、组织、组织、企业、用于支持提交医疗器械材料的内务和社会保障调查报告的内容,此外,该指南也为FDA工作人员、FDA、FDA、提高对内容与设计研究的审查的一致性和可预测性,并更好地便利对这些研究的充分解释和全面审查。
FDA的指南文件,包括本指南,没有规定法律上可执行的责任。相反,FDA目前对某一专题的想法,只应视为建议,除非引述具体的规章或法规要求。在FDA的指导意见中使用这个词意味着建议或建议某种东西,但并不要求。 计算模型和模拟研究,连同台架、非临床活体和临床研究,可用于评价医疗器械的安全和效力。为了使内务和科技研究成为监管提交的有效科学证据,需要将具体细节列入此类研究报告。在本指南中,“CM&S报告”一词是指提供CM&S研究资料的监管提交部分;该术语并不表示新的提交要求。
本文件中建议的格式旨在统一报告CM&S研究报告。FDA认识到,报告的详细程度将有所不同,并取决于内务和口服调查研究的使用环境。此外,还有多种内容与保密模式,因此具体细节将因学科而异。我们在本文件正文中提供了总纲要,并提供了五份内容附录,作为在提交监管文件时广泛使用的CM&S模式的附录。主体机构是用一般文字撰写的,以记录任何模式的报告。五个附录为下列主题领域提供了更多的背景、结构和具体术语:
I. 流流动力和大规模运输
II. 固体机械
III. 电磁和光学
IV. 超声超声
V. 热热传输
对于多物理学模型,可适用其中若干附录中的建议。
本指南的范围限于如何利用内务和系统研究及其结果,在医疗器械利用此类研究确定安全和有效性时,支持提交监管报告。本指南文件没有涉及或确定CM&S工具是否可被视为医疗器械。
虽然核实和验证内容及战略研究报告是本报告的必要组成部分,本文件没有确定在提交监管材料时使用内容与控制分析研究支持所需的核实和审定数量或类型。本指南文件未述及如何进行计算模型或模拟研究,亦不坚持本指南,亦不能确保您的计算模型或模拟研究是充分或适当的。这份指导准则仅为向FDA报告这一信息提供了准则,并突出了模型和模拟的一些共同问题。
在下一节中,我们为监管性报告内所载内容提要报告提供建议的标题和细节。
I. 执行报告摘要
我们建议你对计算模型和(或)模拟研究报告提供简明、全面的概览,其中包括:
- 使用内装材料和S研究的背景情况,包括明确查明有关数量(例如,• 分析的范围(例如,对于一个具有多重尺寸和/或配置的器械而言),具体指明了哪些大小和/或配置模型,以及计算模型与预定患者群的关系) • 分析类型(例如流体动态和大众运输、固体机械、电磁和光学、超声波、超声波等)• 关于使用背景的结论——关键词:我们建议你提供最多五个关键词或关键词,说明示范模式,器械产品代码、器械的任何相关材料、分析类型,以及酌情在身体中的位置。关于器械产品编码的更多信息,请查阅2013年4月11日发布的FDA题为“医疗器械分类产品编码”的指南。以下是概要列出此种信息的关键词示例:- 例如,有限元素分析、MIH、硝醇、疲劳、动脉-例如,射频剂量测量、OQG、钴铬、磁共振安全、臀部 这些信息将用于对CM&S报告进行语义文字挖掘,以更好地了解本指南对监管提交中使用的CM&S研究的影响。
II. 背景/简介
我们建议你简要描述器械系统和预期使用环境。讨论使用分析的背景,因为这将决定审查所需的相关细节。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你所进行的软件质量保证和数字代码核查。代码核查确定用作CM&S软件工具的代码的正确性,并确定数字算法的正确性和准确性;软件工具包括现成的、现成的或开发的软件工具。无论软件类型如何,守则核查都很重要。
A. 详细细节
SQA确保代码运行正确,并在特定计算机硬件和特定软件环境中产生可重复的结果。NCV确保数字代码的正确执行和运行,通常通过比较基准解决方案来实现,请简要说明代码核查活动。 请查阅软件开发商提供的文件和核查结果。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明用于核查的守则与用于使用情况的守则之间的差异及其理由。 此外,提供理由支持选择数字设置,无论设置是否默认或修改。
请注意,关于计算核查这一核查过程的另一个组成部分的细节载于系统分解和数字执行中,分别第八和第九节。
IV. 系统配置
我们建议您提供有关系统配置的信息(例如器械几何、计算域、计算域等)。生理控制系统的结构,即模拟的体外试验)。
A. 详细细节
您应描述系统的组件(例如器械、体力和/或体外环境),包括适当缩放/分层图像和/或图表。
您应描述用于生成系统配置的方法(例如图像重建和分辨率、计算机辅助设计(CAD)),包括格式、格式、并讨论如何为预期分析适当掌握配置。
您应描述用于生成系统配置的软件(如 CAD 软件、图像分割软件、控制系统模拟软件)。 描述图像模式,如果图像重建被用于生成几何。
B. 假设、简化和理由
请描述和说明与实际器械和环境相比,用于生成系统配置的假设和简化的理由。在适当情况下,为体内/体外模型提供临床依据(如体积大小、疾病状态、数学便利与临床相关性)。
V. 公平/组织法理事会
我们建议你提供资料,说明用于进行计算分析的管辖方程和(或)组织法。
A. 详细细节
您应描述该系统的治理方程/组织法。如果合适,请提供实际方程。
B. 假设、简化和理由
您应描述并解释为代表本系统而选择的管辖方程式/组织法的假设和简化的理由。
VI. 系统属性
我们建议酌情提供关于该系统生物、化学、物理和生理特性的资料。
A. 详细细节
您应该描述分析中使用的所有系统属性,并用数量表示这些属性。这些属性可能包括生物物质属性(例如细胞、组织等。和/或过程(如细胞信号)和/或状态(如疾病、健康),化学特性,确定材料和/或过程特性的生理特性和物理特性。还请讨论系统特性的可变性(例如,时间、空间、个人/样本之间),如果适用的话。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统属性的假设和简化并说明其理由。查明来源并提供属性的参考(例如文献、活体、前活体、体外测试)。
VII. 系统系统条件
我们建议你提供资料,说明对该系统施加的条件。这些可能包括但不限于边界和装载条件、初始条件和控制该系统的其他制约因素。
A. 详细细节
请描述对模型施加的系统条件及其可变性(如果适用)。酌情提供条件的图形说明,说明这些条件如何适用于系统。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统适用条件的假设和简化,并说明其理由。提供适当文件(例如文献、测试报告、临床数据、医学成像数据)。
VIII. 系统分解
我们建议你提供资料,说明在数字上解决该系统所采用的离散和完善技术。
A. 详细细节
您应描述系统离散方法以及如何在计算域中使用。说明用于确保计算域得到适当解决的计算核查方法(例如网格改进研究)。如果适用,提供计算域感兴趣领域离散化的代表性图像。您应该描述离散的类型和质量 。作为计算核查进程的一部分,报告用以确定解决办法已充分解决的标准。
B. 假设、简化和理由
您应描述计算域分离所用的假设和简化并说明理由。报告用以确定离散足以解决质量保证问题的标准。
IX. 数值实施
我们建议你提供资料,说明用于解决治理方程式的数字执行情况。
A. 详细细节
您应描述用于解决方程式的数值实施方法和(或)数值方法。国家解决办法参数(例如公差、放松)和趋同标准。
B. 假设、简化、您应描述用于确定求解器和相关参数的假设和简化并说明其理由。请注意,对于求解器设置,无论是否根据默认设置进行调整,都应提供理由。
X. 审定
我们建议你提供资料,说明使用何种方法来验证使用时的计算模型。
A. 详细细节
您应描述用于评估计算模型有效性的方法(例如,活体、前活体或体外参照)。报告和比较计算模型和参照国的量化指标。酌情说明质保指数对关键参数的敏感性,并系统分析关键参数的不确定性。
B. 假设、简化和理由
您应描述和提供方法假设和简化的理由(例如,在以下各点:用于验证计算模型(exivio或体外测试)的计算模型。您应讨论比较国和计算模型的比较方法和QOI(s)之间的协议程度为何适合于在使用时使用计算模型。
XI. 结果成果
我们建议你提出内容与统计研究得出的量化结果,即量化的一一(三)项。您应提供足够详细的结果,包括标签和图例。结果可以多种格式(如表格、图表)展示。
XII. 讨论情况讨论
我们建议你们讨论CM&S研究的结果如何与使用环境相关,并酌情讨论结果的监管和/或临床相关性。
XIII. 限制
我们建议你提供细节,说明这些假设、简化、简化、以上各节所述的敏感性和不确定性分析可能影响计算模型的产出、对结果的解释、结果的解读、结果和结果的解读。以及使用环境的相关性。
XIV. 结论
我们建议你说明CM&S研究的总体结论,如果监管目标已经实现。
XV. 参考参考资料
我们建议你提供一份支持内容与战略研究的适当参考清单。 为本指南的目的,界定了以下术语。
精确度:模型、模拟、或实验和真实值或假设的真实值。
分析:对模拟产生的个别价值、阵列、数据档案或处决套件的任何后处理或解释。
计算核查:确定特定计算解决办法准确性的过程。
代码核查:确定数字算法在计算机代码中正确应用和识别软件错误的过程。
比较:用于进行验证的实验方法。比较国数据可从实验室试验、动物研究、成像研究或临床研究中取出。参照国的选择应根据使用情况。
计算域:进行分析的空间和(或)时间域,另见系统分化。
计算模型:通过计算机执行数学模型的数字应用。
组织法:一种表达方式,描述某种特定物质或物质的生物、化学或物理数量与外部刺激(例如胡克法)之间的关系。
使用背景:计算模型和/或模拟研究的目的或意图,特别是内装和外装研究在提交监管文件中的作用。
趋同分析:确保解决方案解决令人感兴趣的物理问题的进程,随着离散的改进,解决方案的变异性仍处在预定范围内。
治理方程式:描述感兴趣现象的数学关系。
数学模型:描述概念模型所需的数学方程式、边界值、初始条件和模型数据。 模型:系统、实体、现象或过程的说明或表述(改编自Banks, J., ed. (1998),《模拟手册》,纽约:John Wiley & Sons)。进入模型的任何数据都被视为模型的一部分,模型可以是系统、实体、现象或过程的数学、物理或逻辑表示。模拟模型可以用来预测未来状况,如果有此需要的话。
利息数量:计算模型的预期产出。在特定使用情况下,可能有多个利息数量。
灵敏度:产出受特定输入影响的程度。
模拟:仿照使用计算模型的系统、实体、现象或过程的特征;模式的具体“运行”带有一套参数,得出利息数量或多个利息数量。
事由:关于计算模型方法的特定技术纪律、系统或过程。
系统离散:将系统的计算域分为独立的部分,供数字执行。
不确定性:- 观察到或计算的价值可能与实际价值不同的估计值或百分比(《美国遗产英文词典》,第四版)。
验证 :从模型或模拟的预期用途的角度确定模型或模拟准确反映真实世界的程度的过程(美国机械工程核查和估价学会指南-ASME V & V 10-1-2012)。
核查:从模型和模拟的预期用途(美国机械工程核查和估价标准学会 -- -- ASME V & V 20-2009)的角度,确定计算模型准确代表基本数学模型及其解决办法的过程。另见《核查和计算核查准则》。 附录一 -- -- 计算流体动力和大众运输
有关本附录的问题,请联系Matthew Myers博士(301) 796-2525或rrrcm@fda.hhs.gov。
- 本附录的目的是就格式、组织提出建议。以及医疗器械监管提交中计算流体动态和大众运输模型及模拟研究报告的内容。
本附录提供的具体例子,如产出指标、仅是实例,不应被视为对CM&S类型的研究和验证完成的要求或建议。
在下一节中,我们为报告你的计算模型和模拟研究的细节提供大纲。
I. 执行报告摘要
我们建议你对计算模型和(或)模拟研究报告提供简要、全面的概览,其中包括:• 简要概述分析的使用背景和范围,以及选择计算模型方法而不是其他方法的理由(例如,实验性)。 • 简要概述内管和S研究中进行的分析的类型(例如液体力学、扩散、扩散/对流)。 • 简要总结模型,包括几何、物质性质和边界/初始条件。 • 如果器械有多种大小和/或配置,则说明经评价和未评价的器械系统大小和配置的理由。 • 说明分析代码/软件是否在商业上可用、开放源码和/或开发用户。 • 讨论模拟结果、兴趣数量及其对器械安全和效能的影响。概述审定活动及其如何适合支持在使用时使用内容及说明研究。 • 概述这些限制。 • 总结结论。 • 关键词——请提供至多五个关键词或关键词,说明示范模式、器械产品编码、器械的任何相关材料,分析类型,如果适用,身体中的位置(如计算流体动态、NIQ、不锈钢、药物运输、冠状动脉)。例如,以下是与此主题事项相关的关键词样本:- 生物液体力学、药物交付、血液流动、运输、定量体积法、定量元素法、泵。
II. 背景/简介
我们建议你说明使用分析的背景,因为这将决定审查所需的相关细节。简要说明该器械及其预定用途环境以及部署/植入程序。 本节提供的细节应与分析的目标相符,应在使用说明中概述。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你对用于CM&S研究的软件所进行的软件质量保证和数字代码核查。软件工具包括现成的、或开发的。 不管软件类型如何,代码核查都很重要。
A. 详细细节
· 与具有分析解决办法的简化系统进行比较;• 利用实际系统(即时间步骤、时间间隔、时间间隔、时间间隔)对离散计划和求解参数进行敏感度分析网格大小(网格改进)和趋同标准(如1E-6对1E-7);• 说明模拟数字如何通过残留减少量和/或监测在探矿点或表面地点的物理相关流体数量而趋于一致;• 一种表明基本养护法得到遵守的方法。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明用于核查的守则与用于使用情况的守则之间的差异及其理由。 此外,提供理由支持选择数字设置,无论是默认设置还是修改设置。
请注意,关于计算核查这一核查过程的另一个组成部分的细节载于系统分解和数字执行中,分别第八和第九节。
IV. 系统几何( 系统配置)
我们建议您提供有关系统配置的信息(例如器械几何、计算域、计算域等)。生理控制系统的结构,即模拟的体外试验)。
A. 详细细节
您应描述要评估的系统组件(例如器械、容器、器官、器官系统),提供器械和几何的所有相关层面。 根据需要,包含图表、图表和照片。
您应该描述方法/软件(例如图像重建,(CAD)用于生成几何,以证明为进行预期分析而适当捕获了配置。具体描述任何比例或相似性(例如几何和动态相似性)。
B. 假设、简化和理由
请描述和说明与实际器械和环境相比,用于生成系统配置的假设和简化的理由。
例如,如果整个器械系统没有建模,或者如果对几何作了简化,您应该为所分析的系统几何(例如,对称的使用,只有部分器械,或有代表性的插口和外端几何)提供理由,包括:
• 描述模型和实际配置之间的任何差异。 • 讨论制造业公差度与名义公差度相比对结果的影响。 · 说明如何选择出口和出口的地理格局,以及它们可能对流动制度产生什么影响。 • 如果该器械具有可能影响分析的独特几何特征(例如地表地形),则说明模型中这些特征是如何计算出来的。 • 包括与几何有关的图像分辨率、平滑、图像分割错误方面的限制和假设(如缩放)相关信息。
V. 公平/组织法理事会
我们建议你提供资料,说明用于进行计算分析的管辖方程和(或)组织法。
A. 详细细节
您应当为该系统提供指导方程/组织法,包括:
- 确定模型的方程式(例如流体流的纳维埃-斯托克斯方程式、Fick的扩散方程式、达西的孔径流的方程式);• 模拟中使用的构成关系(例如剪切压力与流体流速梯度之间的关系,diffusive通量与扩散的浓度梯度之间的关系,排放通量与多孔流量的压力梯度之间的关系);• 使用的动荡模型(如有的话),包括所使用的任何专门墙功能;以及采用的任何其他专门数学模型(例如,血液损坏模型)。
B. 假设、简化和理由
请描述并解释选择代表该制度的主导方程和组织法的假设和简化的理由和理由,· 根据模拟的假设和理由(目的)简化基本数学方程;• 简化治理方程式所涉假设和理由(例如使用稳定流动而不是不稳定流动);• 确认组织模式能够捕捉正在模拟的实际行为的信息;• 使用任何动荡模型或墙功能,以及用来捕捉其他现象的其他方程式(例如,血损模型)。
VI. 系统属性
我们建议你提供有关该系统生物、化学和物理特性的资料。
A. 详细细节
最好以表格形式提供模拟和后处理中使用的所有物理属性、系数和描述式方程式,例如:• 气体溶性和挥发性;如果有的话。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统属性的假设和简化并说明其理由。查明所采用的物理属性和系数的来源(例如文献、活体、体外、体外测试)。 如果引用文献数据,则讨论这些数据是否适用于具体条件。如果为确定参数进行了测试,则应提供有关测试的适当细节。如果适用,讨论与所用组织生理学有关的任何相关方面(例如,年轻与成熟、健康与疾病)。 如果数据存在不确定性(例如,由于不准确、简化或变异),酌情说明所进行的敏感性分析,处理不确定性对模拟结果的影响。
VII. 边界和初始条件(系统条件)
我们建议你提供资料,说明对该系统施加的条件。这些可能包括但不限于边界和装载条件、初始条件和控制该系统的其他制约因素。
A. 详细细节
您应描述模型的边界条件(例如插口和插口、墙壁)。您应该描述用来代表模拟的全球边界条件(例如,压力下降、大规模流动率、每分钟革命率)。
如果模型取决于时间,请提供以下条件: 初始条件; 酌情提供短暂边界条件(如功能、表格); 初步条件; 暂时边界条件(如功能、表格); 初步条件; 暂时边界条件; 暂时边界条件(如功能、表格); 初步条件; 初步条件; 暂时边界条件(如功能、表格); 暂时边界条件; 暂时边界; 暂时边界条件• 如果模型是脉搏,则模拟的初始周期数,如果是初步瞬时效应,则排出初始瞬时效应;· 使用任何不稳定模式,作为使用旋转或移动参照基准(例如用于抽血泵)的固定模式的辅助物;· 说明该流动的自然发展和物理特性如何不受模拟边界的影响;
您应提供相关的非维数,例如:
- Reynolds 编号
- Strouhal 或 Womersley 编号(流体流)
- Peclet 或 Sherwood 编号(传播/流体)
- 主任编号(流体)
如果使用对称来缩小模型的大小,那么您应该描述对称边界条件。
如果使用动荡模型,您应该提供动荡边界条件。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统适用条件的假设和简化,并说明其理由。提供适当文件,说明系统的条件(例如文献、测试报告、临床数据、医学成像数据)。
特别是,您应描述模拟环境与实际环境之间的任何差异或简化,例如:
- 选择所使用的初始条件和边界条件;• 其他简化(例如,使用对称,使用旋转参照框架,而不是对离心泵进行不固定模拟)。
VIII. 系统分解
我们建议你提供资料,说明数字解决方案期间采用的离散和完善技术,如下文所述。
A. 详细细节
关于空间和时间分解,请描述以下内容:
- 计算领域所有区域(例如器械、液体、周围组织)的网格;• 网目的质量(例如元素/细胞类型、大小、形状、质量指标(即侧比));高剪切应力、再循环带、临界浓度、器械与身体之间的相互作用))并提供这些地区网格的有代表性的图像;• 使用波动模型(或任何其他需要特殊元素/电池的数字方法)时使用的任何特殊元素/电池;· 对于不稳定模式,说明如何确定时间步骤,并被认为适合于分析(例如,时间步骤改进研究)。
B. 假设、简化和理由
关于支持网格的网格改进研究,请说明并说明理由如下: 使用的任何适应性网格改进或自动网格改进;· 网目改进研究的方法,并提供改进研究中使用的网目贝的有代表性的图象;• 进行网格敏感性分析,以证明用于随后模拟的生产网格是合理的,即:证明网格密度不影响数字结果;• 为确定网目密度而选择的数字指标(例如剪切率、浓度梯度);和
IX. 数值实施
我们建议你提供资料,说明用于解决治理方程式的数字执行情况。
A. 详细细节
您应描述方程式的离散性,包括: 所使用的数字方法(例如,有限数量、有限数量、有限差异);• 时间分解(如果有的话)(例如,明示、默示、半默示);• 从面到节点或反面进行内插的方法(例如上风、权力法)。
您应该描述解决方案的方法并提供以下内容: 求解器方法(例如牛顿、多格格勒);• 求解参数(例如线性求解和公差度、先决条件、分析或数字Jacobian);• 软件类型(如商业、开放源码、用户开发)和名称(如适用);• 趋同标准(例如误差方法、误差阈值、取样地点和所用变量)。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定求解器和相关参数的假设和简化并说明其理由。例如,提出作出离散/分离选择的理由(即相对于其他选择的好处),并讨论特定选择的影响(即:))
X. 审定
我们建议你提供资料,说明用以验证计算模型的方法[1]。我们建议采用以下格式来提交这一信息。
A. 一般说明
• 如果有的话,请说明用于示范鉴定研究的实验或分析参照国(例如速度、墙剪压力计算),如果使用参照国,请说明比较是以数量(偏好)还是质量方式进行的。 · 如果进行实验性比较,应说明实验性不确定性估计数。
B. 方法方法
· 您应描述验证测试条件和几何。 · 您应描述进行验证的感兴趣区域。 • 提供图表和数据,支持模型评估。 • 您应描述仪器和校准。 • 如果模拟生物过程(例如,血解、小板损坏、容器组织中装有毒品),然后,您应该描述生物计算是如何核实和验证的。
C. 假设和理由陈述
· 试验参照国应说明任何简化(例如,缺乏生物资料时使用代孕)办法。 您应提供理由,支持比较国试验和模拟的业务条件和边界条件之间的任何差异。 · 说明为确定解决办法如何因未知参数的功能而变化而进行的任何敏感性分析(例如:波动模型、边界条件、流体特性中所包含的参数)。 · 任何几何和动态的按比例计算假设都应说明理由。
D. 校验研究结果
· 您应该从计算模型和实验结果中提供质的比较。直接比较模型和实验结果的图像(例如,快速或剪切压力)可以提供总体质量评估,说明模型能够捕捉相关行为的程度。 • 应对与研究目标[2、3]有关的关键领域进行定量比较。
E. 讨论情况讨论
• 讨论计算结果和实验结果之间的一致程度。 • 应讨论你的鉴定试验与预期临床负荷条件的相关性、模型和实验假设对结果的影响,验证模型和试验之间的协议限制,以及器械或器械问题模型的可预测性程度。 · 如果在试验无法进入的领域对行为作出预测,你应提供某种程度的信任,以及相关的风险和风险如何影响你的决定。
XI. 结果成果
我们建议你提出计算模型研究的量化结果。您应提供足够详细的结果,包括标签和图例。结果可以多种格式(如表格、图表、图案)显示。
具体地说,我们建议你以图表和数量形式介绍有关区域的结果。
- 生物制剂和其他制剂的说明(如血液解析);· 证明基本养护法得到遵守的方法;• 如果进行有限的研究,说明最坏的情况是模拟的,并说明最坏的情况;• 生物外推法,说明有关变量(如剪切率、接触时间、再循环区、毒品浓度);• 说明器械流动对组织或器官的任何不利影响;和
XII. 限制
我们建议你提供详细资料,说明前几节所述的假设/简化如何可能影响计算模型和模拟的产出,对结果的解释,以及研究与研究目的的相关性。
因为假设和简化是在模型器械的生成、模拟的进行和分析的解释方面作出的,必须说明使用计算模型和对结果解释的局限性。我们建议你们讨论假设/简化如何影响模型和模拟的产出,并解释其与器械性能和安全的相关性。
例如,重要的是要知道,血泵中通过小缺口进行血液流动的模拟是否以名义尺寸为依据,还是包括制造部件容容的限度。如果你认为你的结果 在很大程度上取决于你的模型的假设和/或简化应考虑对与假设和简化有关的计算模型参数进行敏感性分析。
XIII. 讨论/结论
我们建议你总结一下CM&S关于使用背景及其与提交监管文件的关系的研究(例如:选择在模拟使用条件下预期最差的器械大小,为台架测试确定加载条件)。讨论结果与实验结果、文献结果和(或)以往产品性能(如果有这些结果的话)的比较方式。讨论对模型所作的假设和简化,以及预期这些假设和简化将如何影响结果和结果解释。讨论你的结论从你确定的模型的局限性方面是否有力。讨论您的结果如何在适用情况下传达产品在活体中的可接受性能。
XVI. 参考参考资料
请提供一份清单,列出用于支持CM&S研究的适当参考资料。
ASME V & V20-2009,计算流力动力和热传输核查和验证标准
[2] Oberkampf、W.L.、Trucano、T.G.和Hirsch,C.,2004年,“计算工程和物理学的核查、鉴定和预测能力,”应用机械评论,2004年。57,第345-384页。
[3] Oberkampf W.L.和Barone M.F.,2006年,“计算与实验之间协议的措施:验证指标”,《计算物理杂志》,217,第5-36页。 附录二-计算固体机械
关于本附录的问题,请联系Jason Weaver博士(301-796-2504)或rrrcm@fda.hhs.gov。
- 本附录的目的是就格式、组织提出建议。以及医疗器械监管提交中计算固体机械模型研究报告的内容。
本附录提供的具体例子,如产出指标、仅是实例,不应被视为对CM&S类型的研究和验证完成的要求或建议。
本附录的范围限于有限要素分析。FDA承认,还有其他类型的计算模型模式,可用来评价医疗器械的机械和运动学。此外,FDA承认,非绝对要素分析的问题和考虑因素与为FDA提出的问题和考虑因素相似,本指南的某些方面可能适用。然而,非《非洲渔业协定》办法中可能有一些方面有别于《非洲渔业协定》,并可能提出本附录未涉及但应列入这些研究报告报告的其他问题。
在下一节中,我们为报告你的计算模型和模拟研究的细节提供大纲。
I. 执行报告摘要
我们建议你对整个报告作一个简要、高级别的概述,包括以下内容:· 您应简要概述在监管性提交、范围以及分析感兴趣的数量方面使用内容及内容及说明研究的背景。 · 您应简要概述该模型,包括几何、物质性质和边界条件。 • 您应说明所使用的代码/软件。 · 你应简要概述验证方法和结果。 • 讨论模拟结果以及这些结果与内务和科技研究的监管目的有何关系。 · 你应简要总结结论。 • 关键词——请提供至多五个关键词或关键词,说明模型模式、器械产品编码、器械的任何相关材料、分析类型、和在身体中放置预定用途(例如,有限元素分析、MIH、硝基诺、疲劳安全系数、动脉)。
II. 背景/简介
您应描述CM&S研究的使用背景,因为这将决定审查所需的相关细节。我们建议你简要描述器械及其预期使用环境,并特别说明器械上装/变形/从器械上装/变形的所有原因。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你对用于CM&S研究的软件所进行的软件质量保证和数字代码核查。软件工具包括现成的、或开发的。 不管软件类型如何,代码核查都很重要。
A. 详细细节
请简要说明代码核查活动,请查阅软件开发商提供的文件和核查结果。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明用于核查的守则与用于使用情况的守则之间的差异及其理由。 此外,提供理由支持选择数字设置,无论是默认设置还是修改设置。
请注意,关于计算核查这一核查过程的另一个组成部分的细节载于系统分解和数字执行中,分别第八和第九节。
IV. 系统几何( 系统配置)
我们建议你提供有关器械几何、计算域或体外测试模型的信息。
A. 详细细节
我们建议你提供详细资料,说明所模拟的器械和(或)组织几何,以及用来计算几何的方法。这一节可能包括 CAD 绘图或重建的数字图像。
B. 假设、简化和理由
如果您没有模拟整个器械, 您应该描述并解释被模拟的器械部分( 例如, 使用的对称) 的理由 。如果该器械有不同大小或配置,请说明哪些大小或配置是模型型的,并提供理由支持对这些大小的分析。如果器械和/或组织具有独特的几何特征,可能影响分析(例如,)然后您应该描述模型中是否计入这些数值。最后,关于建造方法,请列入与几何有关的限制和假设(如图像分辨率和平滑)的相关资料。
V. 组织法
我们建议你提供所有用于描述器械材料机械行为的所有组织关系的细节,并酌情提供细节,周围的解剖。
A. 详细细节
您应描述压力-压力层关系,包括模型中包含的任何物质非线性(如线性、高弹性、弹性塑料、粘合性、纤维器械和/或组织材料的孔径弹性。请指明材料的厌索性(例如,异向、正方位)程度。组织关系可酌情以图形形式和(或)方程式提出。应在第六节(物质属性)中提供组成模式参数的数值投入。
B. 假设、简化和理由
您应该为选择代表物质行为的组织关系提供理由,并讨论这些假设为何适当。例如,如果采用线性弹性构成法,那么一般来说,只应提出小面积的变形。如果观察到产出后压力,而忽略了塑料,则应提出理由。
VI. 材料属性 (系统属性)
我们建议你提供CM&S研究中使用的所有材料的详细情况。
A. 详细细节
对于所有建模材料,您应报告为充分描述机械行为所需的数字输入。
- 形状内存或超弹性材料(例如:
- 粘弹性特性
B. 假设、简化和理由
您应该提供材料投入来源的理由,并声明从您引用的源头或测试中固有的任何假设或限制。 如果测试获得投入,您应提供测试描述(例如,单轴张力、三点弯、活体成像、包括样品条件(例如几何、处理、热处理)、协议(例如装载率、频率、平均压力)、环境(例如温度、温度 command.湿度和溶液,以及必要时确定试验数据中物质特性所用方法。
此外,关于器械的物质特性,说明是否对完成的器械进行了试验;如果不是,则提供理由。(a) 周围生物材料的物质特性,您应说明测试的材料是否涵盖了目标患者群体的重要方面(如健康与疾病、年轻与成熟);如果它们不这样做,则提供理由。
VII. 边界和初始条件(系统条件)
我们建议你提供资料,说明边界和装载条件、初始条件以及控制该系统的其他制约因素。
A. 详细细节
您应该描述计算模型的条件 。例子包括但不限于制造(留置)、植入和生理/病理载荷造成的压力和压力。如果适用,我们建议每个分析步骤采取以下措施:• 应提供一份总体图示或图表,清楚说明所强加的边界条件的位置和方向。 · 您应具体说明应用的流离失所、力量、压力或时刻的三维规模和方向。 · 您应描述模型中使用的任何限制,包括每个固定或自由限制的地点和自由程度。 • 说明各组成部分如何相互作用,我们建议你说明这种相互作用(即:器械与模型内其他部件之间以及自接触的部件(例如轴压缩下的石柱)之间接触。
B. 假设、简化和理由
您应提供理由陈述,说明每项强制条件如何适合于使用环境的相关方面。您应描述用于获取装载模式和数量的来源和/或方法(例如文献数据、标准、成像、其他分析方法)。
VIII. 网格( 系统分辨)
A. 详细细节
我们建议你提供有关网格的下列细节。 • 具体说明网格所用元素的类型和数量,包括转型区域或复杂几何区域的任何网格改进或适应性网格。我们建议你提供数字,说明相关尺度的网格,特别是转型区域或复杂几何区域以及高压力或高紧张程度区域。 · 应详细说明用于证明质量一氧化二氮独立于元素大小的网格改进或趋同分析。
- 报告用于表明QOI在元素大小方面趋同稳定性的网状密度数量。
- 以图表或表格形式报告网目改进分析的衡量标准,并明确对照标准确定分析选择的网目。
B. 假设、简化和理由
关于网目精细研究,您应提供所选元素类型和所选数字标准的理由(如主压力、压力等)。以评价网格密度。
IX. 解答器( 正常执行)
我们建议你提供下列详细资料,说明分析数字应用中使用的软件。 • 您应提供用于解析模型的软件的名称(包括版本号)。 • 如果使用自定义子程序,请提供有关代码核查(例如测试案例)和执行细节的信息。 · 您应描述完成的分析类型(例如静态结构、振动、振动等)。 · 您应提供所使用的求解器例行程序的细节,至少包括下列参数: - 说明求解器是隐含还是显性。并包括分析时间框架、时间步骤大小的理由,材料密度和所使用的任何质量缩放——说明求解器是否计入非线性几何变化。
- 说明趋同标准和迭代方法。
X. 审定
我们建议你提供资料,说明用以验证计算模型的方法[1]。一项鉴定研究结果支持了计算模型输入参数的选择。
您应该描述验证研究如何支持使用CM&S研究的背景。具体说明验证试验中的量化一氧化二氮及其与验证试验计算模型的关系。我们建议采用下列格式报告鉴定研究报告。
A. 详情一。
您应描述用于验证的比较国(例如物理测试、活体研究、文献等)。包括以下内容:a. 装载方式;b. 。试验中的环境参数(例如温度、湿度);和在进行试验之前,如果适用,对器械应用了制造工艺或预制器械。例如,如果模型的设计是用来预测 硝基醇心血管栓塞的安全性,具体说明器械是否装入运载系统,并在实验测量前通过具有代表性的解剖模型跟踪。 您应该描述用于在实验中采集数据的仪器、测量准确度和不确定性的程度。例如,如果审定研究比较计算模型和实验之间的不轴力延伸数据,显示用于测量部队数据的载荷单元的能力和准确性。
您应该描述在器械或组织上采集实验测量的地点。例如,如果你的研究旨在分析干干部的菌株,请说明为获取数据而设置的菌株测量仪的位置。
二. 二.验证设置的计算模型 您应描述验证模型所使用的边界和装载条件,并描述这些条件与实验参照国的关系。例如,计算模型中弹簧螺丝系统施压速度和强度应与机械测试系统安装器械的速率和强度相符。
您应描述验证模型QOI。如果适用,请描述任何后处理计算。
包括直接比较验证模型和实验性量化限制(例如,以证明计算模型能够捕捉相关行为。
您应该从计算模型中提出量化的量化如果验证研究比较了在将推进系统装入运载系统的阶段内,该推进剂产生的辐射力,用名义直径和装载直径之间的几直径比用最后装货直径来比较这种力量可能更具有洞察力。
B. 假设、简化和理由
您应讨论验证试验与使用过程中描述的预期装载条件的相关性,模型和实验假设对结果的影响、对审定模型与试验之间协议的限制,一般模型的预测能力和预测能力的程度。
如果验证模型参数不同于使用时计算模型中使用的参数,您应说明差异的理由。
您应该列出并讨论验证模型的假设(即,如果比较瞬时力值,则忽略粘度行为)。
您应该列出并讨论验证模型的简化。 这些简化可能包括几何, 如轴对称,或可包括测试器械子部件的解释(例如,校验整个光盘更换器械内立构部件上的损耗伤疤,可能不需要对器械骨接口进行建模)。
您应讨论验证模型在多大程度上捕捉到观察到的验证实验行为及其局限性。
XI. 结果成果
我们建议你为每个分析步骤提供以下说明: 所报告的质量保证的理由(例如,组成部分、本金、 von Mises);· 质量保证指标的具体数值,以及详细描述和/或显示关键区域装载历史的图案;• 说明是否从整合点或节点报告量化的一一或二一一。如果适用,提供一张联系地图,说明接触表面之间的相互作用,并讨论结果。
我们建议您为单声装货提供以下说明和故障标准的理由(例如,最大剪切压力,莫赫-库伦布),加上一个图表或方程式,清楚显示如何计算安全因素;• QOI值,并用图形显示关键压力、压力、力量或流离失所的地点;以及安全因素。- 提供一个表格,具体说明每个案例的安全系数(即器械大小、装载方式和分析步骤);- 以图形方式显示器械上最小安全系数的位置。
我们建议你为疲劳评估提供以下资料: 说明用于计算平均和交替承受力/压力/压力(例如卡路里、高压)的方法; 说明用于计算平均和交替承受力/压力/压力(例如,卡路里、高压)的方法;• 说明周期装载是否导致主要方向的轮换;• 疲劳标准的说明(例如古德曼、索德贝格),以及一个图表或方程式,清楚显示安全疲劳因素是如何计算的;• 疲劳安全系数:报告疲劳安全系数:- 提供一个表格,具体说明关键平均值和交替承受力/压力区,以及每个器械大小、装载模式和分析步骤的安全系数;- 用图形显示器械上最小安全系数的位置;- 点云图上的平均和/或交替的压力/压力/压力区划,酌情包括疲劳标准。
其他分析类型(如振动或振动),我们建议你提供所有相关结果,包括临界压力或压力及其在器械上的位置,并说明用于评价安全和(或)性能的任何后处理技术。
如果多种装载模式是分开建模的,我们建议你提供理由并讨论压力或压力状态的叠加对每种装载方式(例如位置、方向、方向、或方向)的影响。临界压力或压力强度的阶段)。
XII. 限制
我们建议你们讨论上文第二节至第十一节中确定的计算模型的主要局限性。讨论结果与假设和简化之间的任何不一致之处。
如果分析结论在很大程度上取决于计算模型的假设和/或简化,我们建议你报告对这些假设和(或)简化的相关参数的敏感性分析。
XIII. 讨论/结论
您应说明CM&S研究的总体结论,以及使用过程中概述的目标是否已经实现。
我们建议你们讨论使用环境方面的结果。讨论从计算模型中获得的关键压力或压力与在台架测试中观察到的故障地点和(或)最低安全系数地点失灵的潜在后果之间的关系。
XIV. 参考参考资料
请提供一份清单,列出用于支持CM&S研究的适当参考资料。
书目
[1] ASME V & V10-2006, 计算固体机械标的物核查和验证指南附录三-计算电磁和光学
有关本附录的问题,请联系Leonardo Angelone博士(301)796-2595, 用于计算电磁,或Quanzeng Wang, 博士。701 796-2612, 用于计算光学, 或两者均在rrrcm@fda.hhs.gov。
- 本附录的目的是就格式、组织向工业界提出建议。为评估(1)安全性而提交的医疗器械监管文件所使用的计算电磁(EM)和光学模型和模拟研究报告的内容(例如:利用EM/光能医疗器械在人体中引起能量沉积、温度升高、电压和热损伤)和(2)有效性(例如:内外部电离/光源以及器械和组织物理特性如何影响医疗器械的效力()?
这类研究的例子包括对下列医疗器械的安全性和成效评价:电生理监测器械、磁共振成像系统、磁共振系统、磁共振(MR) 条件性被动或主动植入器械(如矫形器械、脚架、心动器等)光学诊断器械(例如光学一致性断层摄影器械、荧光光谱仪等),和光学治疗器械(例如激光外科手术器械)。
在下一节中,我们为报告你的计算模型和模拟研究的细节提供大纲。
I. 执行报告摘要
我们建议你简要、全面地概述内含以下内容的CM&S研究报告:
- 分析类型(例如:光生物安全、磁共振安全等)• 分析范围(例如,对于一个具有多种大小或配置的器械,讨论模拟了何种大小或配置,以及计算模型和模拟模型与预期患者人数的关系) • 关于使用背景及其与监管性提交文件的关系的结论。 • 关键词——请提供最多五个关键词或关键词,说明模型模式、器械产品编码、器械分析类型中的任何相关材料,如果适用,在身体中放置预定用途的位置(例如放射性频率剂量测量、OQG、钴铬、磁共振安全、臀部)。以下是可使用的与这一主题事项相关的关键词样本:- 电生理学、射频、光学成像、激光治疗、磁共振成像、活植入、蒙特卡洛模拟、有限时间差
II. 背景/简介
我们建议你简要描述器械系统和预期使用环境。描述分析的目的,因为这将要求审查所需的相关细节。介绍模型和模拟的背景和原则,并解释为什么该模型适用于器械系统。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你对用于CM&S研究的软件所进行的软件质量保证和数字代码核查。软件工具包括现成的、或开发的。 不管软件类型如何,代码核查都很重要。
A. 详细细节
请简要说明代码核查活动,请查阅软件开发商提供的文件和核查结果。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明核查所用代码与使用所用代码之间的差异,并使之合理化。 此外,您应提供理由支持选择数字设置,无论是默认设置还是修改设置。
请注意关于计算核查的细节,即核查进程的另一组成部分,第八节分别载有系统分化和第九节数字执行。
IV. 系统几何( 系统配置)
我们建议你提供有关模型的器械和组织几何学的信息(例如,该器械的几何学、计算领域、计算领域、在体外或体外试验中进行模型化试验)。
A. 详细细节
您应描述要评估的系统组件(例如器械、体外或体外环境)。包括图像、图表(附有适当的缩放条或尺寸)和模型的简要说明。
您应该描述方法(例如图像重建,用于生成系统配置和讨论如何为预期分析适当捕获配置。如果图像重建被用于生成几何, 请描述成像模式 。
您应描述用于生成系统配置的软件(例如计算机辅助设计软件、说明用于核实软件的方法。
您应描述全面描述方法所需的几何特征。
由于计算EM和光学模型的应用不同,我们提供了以下例子。
- 对于在磁共振成像环境中的EM模拟,请说明:
- 体模/模拟模型的物理特征(例如:模拟中使用的体积、尺寸、姿态、体积指数和解剖结构的数量)及其临床意义,与使用迹象有关;· 体模/模拟模型在围圈及其临床意义方面的里程碑式位置;• 器械的几何和物理特性(例如物质特性、解剖模型内植入的路径)及其临床意义。
- 关于光学模拟,请说明:例如光源与组织表面之间的距离和角、波束大小和波束强度剖面(例如高西亚波束)。说明照明是否以及如何考虑到具体的光学部件,如光纤探测器、镜片或镜像;• 探测器的几何和物理特征,例如所探测到的波长范围、用于选择光学信号的孔径,对探测到的光的空间和角限制,以及这些限制的理由(或缺乏限制);• 模拟组织的几何特征(例如模拟区域大小、模拟的网格密度、表层形态学和诸如层等组织结构),组织类型、表层或现有结构等,和模拟条件,如正常、变形或肿瘤组织)。
B. 假设、简化和理由
您应描述和说明用于生成系统配置的假设和简化的理由(例如:在MRI RF 模型中排除静态磁场或梯度场线圈,假设组织在模型中两层之间有一个平坦的界面)与实际器械相比,目标,以及环境。在适当情况下,为体内/体外模型提供临床理由(例如,体积、疾病状态、数学便利与临床相关性)。
V. 公平/组织法理事会
我们建议你提供资料,说明用于进行计算分析的管辖方程和(或)组织法。
A. 详细细节
您应该为该系统提供指导方程/组织法。
B. 假设、简化和理由
您应该描述和说明相关方程式的假设和简化的理由(例如,Laplace, Maxwell, 和Mixwell, 等)。选择代表该制度的成文法或组织法。如果列入热分析,请报告附录五中建议的结果。
VI. 系统属性
我们建议你提供有关系统特性(例如生物、化学、生理、物理)的资料。
A. 详细细节
您应提供分析中使用的参数,用以界定材料和/或工艺特性,以及这些特性的可变性(如果适用)。这可能包括生物材料(例如细胞、组织、器官)、非生物材料(器械部件、植入物、对比剂)的特性,和/或过程(如细胞信号),如国家(如疾病、健康)、生物特性、化学特性和物理特性。查明生物、化学和物理特性的来源(例如文献、活体、体外测试)。
请具体提供下列投入,酌情供模拟使用。
- 对于EM模拟,提供器械的电气特性(如导电率、许可性)、组织特性(如导电率、许可性、允许性、厌食性)以及任何相关特性,非生物材料(例如,身体周围的空气、水、高电压垫)。
- 就光学模拟而言,提供器械的光学特性(例如探头表面的折射指数、数字孔径、波束趋同或偏差、焦点大小),组织或非组织对象(如吸收系数、散射系数、折射指数、散射反异质性激素、荧光量产量)以及任何相关的,(b) 非生物材料(例如,对比剂、纳米粒子)及其空间和时间的变化(例如,不同的组织成分,· 描述组织和任何相关的组织光学特性(例如,相功能)的任何简化(例如,相功能),非生物材料(植物、纳米粒子或染色对比剂),并说明是否假定存在扩散条件;• 提供模拟光辐射的关键特性,包括辐照、总能量和/或动力的光谱分布、空间强度分布,• 说明是否考虑了一致性、两极分化和荧光。
- 对于也包括热分析的模拟,提供模拟所用物体(组织和非组织)的系统特性(例如质量密度、质量等)。热传导、电能、输血率、ARRENEIOS热损害系数、电导和放电率);• 提供数据(例如方程式、表或图表),说明任何假定的温度依赖性;
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统属性的假设和简化并说明其理由。如果这些特性来自文献数据,请提供这些出版物的参考,并讨论其是否适用于具体研究(例如,ex-vivo诉 in-vivo)。如果这些属性来自台架测试,请提供一份完整和全面的测试报告。
您应描述对物体系统(组织或非组织)特性的变形所作的任何假设,包括位置、方向、时间、波长、光强度、温度和热力损坏。请说明对模型中所含系统属性的不线性所作的任何假设,并说明这些假设是否会影响模型结果。请具体说明任何空间差异性,包括厌食性,以及任何时间依赖性。请描述关键参数结果的敏感性,并系统分析与系统属性有关的数据不确定性。
VII. 系统系统条件
我们建议你提供资料,说明对该系统施加的条件。这些可能包括但不限于边界和装载条件、初始条件和控制该系统的其他制约因素。
A. 详细细节
请描述对模型施加的系统条件及其可变性(如果适用)。酌情提供条件的图形说明,说明这些条件如何适用于系统。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统适用条件的假设和简化,并说明其理由。提供适当文件(例如文献、测试报告、临床数据、医学成像数据),以支持系统状况。
具体地说,说明模拟的边界条件是否代表真正的有形边界。您应提供证据证明边界条件不会导致模拟产生非物理结果。此外,在相关情况下,您应该描述器械与组织(如空气、空气等)之间周围材料的物理特性。)将影响边界条件,边界条件反过来又如何影响模拟结果。
模拟光学系统,目的是计算光强度或输送到人体组织的能量,您应提供关于为模拟每一光学元素而作的所有假设的信息。例如,由于反射、吸收和散落于某些波长或事件角,每个光学元素通过反射、吸收和散落而减弱光强度或能量,应具体说明如何适当获得光强度和向人体组织输送能量。
VIII. 系统分解
我们建议你提供资料,说明在数字上解决该系统所采用的离散和完善技术。
A. 详细细节
您应描述系统离散方法以及如何在计算域中使用。说明用于核实适当数字分解的方法(例如网格改进研究)。如果适用,提供计算域感兴趣领域离散化的代表性图像。 报告用以确定离散足以解决有关物理的标准。
B. 假设、简化和理由
您应描述计算域分离所用的假设和简化并说明理由。
IX. 数值实施
我们建议你提供资料,说明为治理方程式找到解决办法的数字执行战略。
A. 详细细节
您应描述数字执行方法(例如,边界要素方法、有限差时域、瞬间方法、有限分数方法、有限分数方法、和蒙特卡洛模拟)和数字求解器 用来得出对正方程式的解决方案。解释为确保正确解决管辖方程式所使用的计算核查程序。国家解决办法参数(例如公差、放松)和趋同标准,并说明所需的任何稳定标准。对于集成模型(例如,Arrhenius等式),讨论数字集成的方法。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于选择求解器和相关参数的假设和简化并说明其理由。具体地说,请提供理由陈述定量分析,说明所选参数足以实现适合使用情况的趋同解决办法,具体说明趋同标准并说明其适当性(例如,用于定时差时间范围的时间步骤);模拟停止标准,如蒙特卡洛模拟的光子数量)。
X. 审定
我们建议你提供资料,说明用以验证计算模型的方法[1]。
A. 详细细节
您应描述用于评估计算模型(如活体或体外参照)在使用方面的预测能力的方法。请提供足够细节,说明如何从计算模型的比较国和后处理中进行测量,例如,可在B1字段对MRI中RF模拟进行验证,可就检测到的光强度进行光学模型验证,可就温度或热损害进行光/热或射频/热模型鉴定。请证明错误级别为特定应用程序提供了足够准确性。如果使用分析封闭式方程式公式支持验证,请提供公式来源。
B. 假设、简化和理由
您应描述和说明用于验证计算模型的假设和简化方法的理由和理由。解释测量值和预测值之间的差别,并讨论其对于分析目的的意义。
XI. 结果成果
我们建议你提出计算模型研究的量化结果。您应提供足够详细的结果,包括标签和图例。结果可以多种格式(如表格、图表、图案)显示。
XII. 讨论情况讨论
我们建议你们讨论结果如何与计算模型研究的目的和临床相关性相关,如果适当的话,以及结果与实验和文献结果的比较。
XIII. 限制
我们建议你详细说明(1) 前几节所述的假设和简化如何可能影响计算模型和模拟的产出,(2) 对结果的解释,(3) 与研究目的的相关性。说明对系统特性和条件进行的不确定性分析的结果和影响。
XIV. 结论
我们建议你根据研究的目的和与提交监管文件的关系,总结计算研究。
XV. 参考参考资料
您应提供一份支持 CM&S 研究的适当引用列表 。
书目
[1] IEEE 1597.1-2008 - IEE 计算电磁计算机模型和模拟主题物的校验标准附录四 - 计算超声波
有关本附录的问题,请联系Joshua Soneson博士(301) 796-2512或rrrcm@fda.hhs.gov。
- 本附录的目的是就格式、组织提出建议。以及支持器械提交的计算超声波研究报告的内容。
在下一节中,我们为报告你的计算模型和模拟研究的细节提供大纲。
I. 执行报告摘要
我们建议你对方法/建模方法的假设和理由提供一份简要的高级别概览,并作如下说明:
- 说明计算模型研究中进行的分析类型(例如:
- 说明分析软件是否为开放源码、商业• 关键词——请提供最多五个关键词或关键词,说明示范模式、器械产品编码,器械的任何相关材料、分析类型,以及适用情况下在身体中用于预定用途的位置(例如,有限差分法、KZK、超声波、间歇、例如,以下是可使用的与这一主题事项有关的关键词样本:- 成像、蒸发、治疗超声波、原型、声波辐射力、Sommerfeld综合体、Rayleigh综合体、Westervelt、KZK。
II. 背景/简介
我们建议你酌情提供一个简短的器械说明,同时说明其预期使用环境、部署/植入程序和病人人数。 此外,说明分析的目的和范围,因为这将要求审查所需的相关细节。本节提供的细节应与你的分析目标相符。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你对用于CM&S研究的软件所进行的软件质量保证和数字代码核查。软件工具包括现成的、或开发的。 不管软件类型如何,代码核查都很重要。
A. 详细细节
请简要说明代码核查活动,请查阅软件开发商提供的文件和核查结果。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明用于核查的守则与用于使用情况的守则之间的差异及其理由。 此外,提供理由支持选择数字设置,无论是默认设置还是修改设置。
请注意,关于计算核查这一核查过程的另一个组成部分的细节载于系统分解和数字执行中,分别第八和第九节。
IV. 系统几何( 系统配置)
我们建议你提供有关模型的器械和(或)组织几何的详情。配置定义了器械、计算域和计算域所含解剖结构的几何结构。
A. 详细细节
您应该描述要评估的系统组件(例如器械、体外和/或体外环境)。
关于超声波源,您应该包括图像、图表(有适当的缩放条或尺寸)和模型的简要说明。 具体地说,讨论超声波源是球碗还是分级式传感器。如果是后者,则包括一个显示元素安排的缩放图表。最后,提供器械的尺寸及其几何。
关于解剖学,你应该描述一下方法(例如:用于模拟解剖学的模拟生成,并讨论用来证明为进行预期分析而适当捕捉了配置的技术,例如,如果骨头包括在计算域内,请说明如何模拟。如果血液容器包括在计算域内,描述模拟和代表的血管(例如,统计学和模拟单一具有代表性的几何学)。最后,请说明在建模方法中使用的任何比例或相似之处。
B. 假设、简化和理由
请描述和说明与实际器械和环境相比,用于生成系统配置的假设和简化的理由。如果整个器械系统没有建模,或者对几何进行了简化,那么就为所分析的系统几何提供理由(例如:您应该描述模型与实际状况之间的差别,因为这与计算模型研究的目的有关。例如,如果有骨头,请说明剪切波传播(和因剪切波吸收而加热)是否建模。如果采用整体方法,则讨论声波分解如何影响溶液。此外,由于制造容度可能影响器械功能,描述设计和制造的公差度与名义公差度相比如何影响结果。
V. 平价
我们建议你提供关于用于进行计算分析的治理方程的信息。
A. 详细细节
您应该描述模拟中使用的基本方程式。 具体地说, 说明传播模式是全波还是抛物线, 线性还是非线性 。对于非线性或宽带建模,讨论声波减速的频率依赖性。指出是否模拟了压力波或流离波,是否考虑到剪切波。如果包括声波流、机械和/或热效应,则讨论系统的连接问题。
B. 假设、简化和理由
您应描述为模型和模拟采用的基本数学方程式的假设和简化并说明其理由,具体地说,关于所采用的传播模式的类型。
VI. 系统属性
我们建议你最好以表格形式提供模拟和后处理中使用的所有物理属性、系数、描述式方程式。
A. 详细细节
我们提供了以下例子,说明如何报告该系统的特性。
小信号音速
质量密度
吸收吸收
非线性系数
热导热
聚积率
传感器特性
我们建议,如果包括温度、频率、热剂量和位置等变量,你应表明这些特性对其它变量的依赖性。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统属性的假设和简化并说明其理由。查明所采用的物理属性和系数的来源(例如文献、活体、体外、体外测试)。
如果引用文献数据,而且数据符合具体情况,则讨论其对模型的适用性。如果为确定参数进行了测试,请描述适用于模型的测试方法和结果。
如果数据存在不确定性(即由于理解、简化或变异所致),应酌情进行敏感性分析,处理不确定性对模拟结果的影响。
VII. 边界和初始条件(系统条件)
我们建议你全面说明该模型的初始和边界条件。这些包括但不仅限于吸收边界和运输载荷。如果使用吸收边界,则讨论执行的细节并显示其效力。您应提供选择初始/约束条件的理由,并酌情提供条件的图形表示,说明如何将这些应用到系统中。
VIII. 系统分解
我们建议你提供以下关于空间分解的细节。
A. 详细细节
您应描述空间分解法,如果适用,还应描述用于整合进化变量的技术。如果复杂几何要求使用非统一网格,请提供网格的图像/直图。此外,请注明网格的细节。具体来说,典型数字价值股
频率频率
• 说明和说明网格质量的理由(例如,元素/细胞类型、大小、形状、质量指标(例如,(b) 为分析域生产网格选择的方位比率(和为生产网格选择的配方);以及 • 讨论在感兴趣的领域进行网目改进的问题,例如空间领域迅速变化的领域。 如果采用了适应性网格改进技术,那么你应该讨论方法,并提供有关完成网格的细节。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于将计算领域和(如果适用)整合计划分开的假设和简化,并说明其理由。进行趋同分析(以网状密度函数溶解)并提供细节,证明离散能充分解决有关物理学。
IX. 数值实施
我们建议你提供下列详细资料,说明分析数字应用中使用的软件。对于使用差异方程式的模型,请讨论用于解决离散方程式的方法。对于集成模型,请讨论数字集成的方法。您应该为选择所使用的方法和对解决方案可能产生的影响提供一个理由。最后,您应说明和说明加快计算所使用的任何技术的理由,例如,在有次级排位顺序的区域忽略用语,适应性时间步骤或可变的口音次数。
X. 审定
我们建议你提供资料,说明用以验证计算模型的方法。请用适当的台架方法描述用于评估计算模型预测能力的方法,保存的数量和已知的分析解决方案。您应提供图表和数据以支持模型的评估。请详细说明从台架测试中和与计算模型相比,测量结果是如何取得的。 讨论台架测试/已知解决方案与计算模型结果之间的任何差异。
XI. 结果成果
我们建议你介绍计算模型研究在预定用途参数方面的量化结果。您应该提供足够详细的结果, 包括标签和传说。 结果可以多种格式( 如表格、 图表、 绘图) 显示 。
XII. 讨论情况讨论
我们建议你们讨论结果如何与使用CM&S研究的背景相关,如果有临床相关性和结果与实验和文献结果的比较,如果有这些结果的话,则酌情说明临床相关性和结果与实验和文献结果的比较。
XIII. 限制
描述模型生成、模拟和分析中的假设/简化。讨论这些假设/简化如何影响模型的产出及其与器械和安全的相关性的解释。您应描述对系统特性和条件进行的所有现有不确定性分析的结果和影响。
XIV. 结论
我们建议你总结关于使用背景及其与提交监管文件的关系的CM&S研究。
XV. 参考参考资料
您应提供一份支持 CM&S 研究的适当引用列表 。 附录五-计算性热气转移
有关本附录的问题,请联系Joshua Soneson博士(301) 796-2512或rrrcm@fda.hhs.gov。
- 本附录的目的是就格式、组织提出建议。以及支持提交器械材料的计算热传输研究报告的内容。
在下一节中,我们为报告你的计算模型和模拟研究的细节提供大纲。
I. 执行报告摘要
我们建议你对方法/建模方法的假设和理由提供一份简要的高级别概览,并作如下说明:• 说明计算模型研究中进行的分析类型(例如:热传输、流体流动、化学反应、EM或声吸附) · 说明分析软件是否公开源码、商业、商业、• 关键词——请提供最多五个关键词或关键词,说明示范模式、器械产品编码,器械的任何相关材料、分析类型,以及在适当情况下,在身体中用于预定用途的位置(例如,有限差分法、多溴联苯、热导导、例如,以下是可使用的与该主题事项有关的示例关键词:- 热裂变性、来源、扩散方程式、热容量、辐射、导电。
II. 背景/简介
我们建议你酌情提供一个简短的器械说明,同时说明其预期使用环境、部署/植入程序和病人人数。 此外,你还应描述分析的目的和范围,因为这将要求审查所需的相关细节。本节提供的细节应与你的分析目标相符。
III. 核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查核查守则核查
我们建议你简要说明你对用于CM&S研究的软件所进行的软件质量保证和数字代码核查。软件工具包括现成的、或开发的。 不管软件类型如何,代码核查都很重要。
A. 详细细节
请简要说明代码核查活动,请查阅软件开发商提供的文件和核查结果。
B. 假设、简化和理由
您应该描述并解释经过验证的代码是否适用于您的计算域。如果适用,说明用于核查的守则与用于使用情况的守则之间的差异及其理由。 此外,提供理由支持选择数字设置,无论是默认设置还是修改设置。
请注意,关于计算核查这一核查过程的另一个组成部分的细节载于系统分解和数字执行中,分别第八和第九节。
IV. 系统几何( 系统配置)
我们建议你提供有关模型的器械和(或)组织几何的详情。配置定义了器械、计算域和计算域所含解剖结构的几何结构。
A. 详细细节
您应该描述要评估的系统组件(例如器械、体外和/或体外环境)。
关于热源,您应该包括图像、图表(带有适当的缩放条或尺寸)和模型的简要说明。此外,还提供器械和几何尺寸。
关于解剖学,你应该描述一下方法(例如:用于模拟解剖学的模拟生成,并讨论用来证明为进行预期分析而适当捕捉了配置的技术,最后,请说明建模方法中使用的任何比例或相似之处。
您应描述用于量化温度诱发的生物效应的方法,如阶段变化或热损伤。
B. 假设、简化和理由
请描述和说明与实际器械和环境相比,用于生成系统配置的假设和简化的理由。如果整个器械系统没有建模,或者对几何进行了简化,那么就为所分析的系统几何提供理由(例如:您应当描述模型与实际状况之间的差异,因为这与计算模型研究的目的有关。因为制造的容力会影响器械功能描述设计和制造的公差度与名义公差度相比如何影响结果。
V. 平价
我们建议你提供关于用于进行计算分析的治理方程的信息。
A. 详细细节
您应该描述模拟中使用的基本方程式。 具体地说, 请说明材料是否为异位数, 如果不是, 请描述如何处理异位数 。您应该描述模型中所包含的与其他物理过程(即流体流、域内或边界上的热源)的连接。
B. 假设、简化和理由
您应描述为模型和模拟采用的基本数学方程式的假设和简化并说明其理由,以及确定热损害数量的方法。
VI. 系统属性
我们建议你最好以表格形式提供模拟和后处理中使用的所有物理属性、系数和描述式方程式。
A. 详细细节
我们提供了以下例子,说明如何报告该系统的特性。
质量密度
供热能力
热导热
聚积率
我们建议,如果包括温度、频率、热损坏和位置等变量,你应说明这些特性是否依赖其他变量。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于确定系统属性的假设和简化并说明其理由。查明所采用的物理属性和系数的来源(例如文献、活体、体外、体外测试)。
如果引用文献数据,且数据是特定条件,您应讨论这些数据是否适用于模型。如果为确定参数而进行测试,应说明适用于模型的测试方法和结果。
如果数据存在不确定性(即由于理解、简化或变异),应酌情进行敏感性分析,处理不确定性对模拟结果的影响。
VII. 边界和初始条件(系统条件)
我们建议你全面说明该模型的初始和边界条件。您应提供选择初始/约束条件的理由,并酌情提供条件的图形说明,说明如何将这些应用到系统中。
VIII. 系统分解
我们建议你提供以下关于空间分解的细节。
A. 详细细节
您应描述空间分解法,如果适用,还应描述用于整合进化变量的技术。如果复杂的几何要求使用非统一的网格,请提供网格的图像/图象。此外,请指明网格的细节。• 说明和说明网目质量的理由(例如,元素/细胞类型、大小、形状、质量指标(例如,和为生产网格所选择的分析网格网格所选择的配方);以及 • 讨论对感兴趣的领域进行改进的问题,例如,在空间领域迅速变化的领域。 如果采用了适应性网格改进技术,那么你应该讨论方法,并提供有关完成网格的细节。
B. 假设、简化和理由
您应描述用于将计算领域和(如果适用)整合计划分开的假设和简化,并说明其理由。您应进行趋同分析( 以网状密度函数溶解), 酌情进行稳定性分析,并提供细节,证明离散充分解决了有关物理学。
IX. 数值实施
我们建议你提供下列详细资料,说明分析数字应用中使用的软件。对于使用差异方程式的模型,请讨论用于解决离散方程式的方法。对于集成模型,请讨论数字集成的方法。您应该为选择所使用的方法和对解决方案可能产生的影响提供一个理由。最后,您应说明和说明加快计算所使用的任何技术的理由,例如,在有次级排位顺序的区域忽略用语,适应性踏脚,等等
X. 审定
我们建议你提供资料,说明用以验证计算模型的方法。请用适当的台架方法描述用于评估计算模型预测能力的方法,提供图表和数据,支持模型评估。请提供详细资料,说明如何从台架测试中进行测量并与计算模型进行比较。讨论台架测试/已知解决方案与计算模型结果之间的任何差异。
XI. 结果成果
我们建议你介绍计算模型研究在预定用途参数方面的量化结果。您应提供足够详细的结果,包括标签和图例。结果可以多种格式(如表格、图表、图案)显示。
XII. 讨论情况讨论
我们建议你们讨论结果如何与使用CM&S研究的背景相关,如果有临床相关性和结果与实验和文献结果的比较,如果有这些结果的话,则酌情说明临床相关性和结果与实验和文献结果的比较。
XIII. 限制
您应描述模型生成、模拟和分析中的假设/简化。讨论这些假设/简化如何影响模型的产出及其与器械和安全的相关性的解释。 说明对系统特性和条件进行的所有现有不确定性分析的结果和影响。
XIV. 结论
我们建议你总结关于使用背景及其与提交监管文件的关系的CM&S研究。
XV. 参考参考资料
您应提供一份支持 CM&S 研究的适当引用列表 。